一种光罩的制作方法及所制得光罩的应用技术

本发明专利技术提供了一种光罩的制作方法及所制得光罩的应用，该制作方法包括步骤S1、将所述光罩划分为透光区域和不透光区域，二者间通过设置在所述光罩上的框架分隔开；所述透光区域设置在所述框架内，而所述不透光区域设置在所述框架外；步骤S2、在所述透光区域内设置不透光的第一图形和第二图形；所述第一图形的数量为多个，且间隔布设在所述透光区域内的中部；所述第二图形的数量为多个，且环向间隔设置在所有第一图形的外部；所述第二图形的宽度尺寸小于所述第一图形的宽度尺寸。该应用是将所述制作方法制得的光罩在生产图形化衬底方面的应用。本发明专利技术能够解决因曝光区域拼接处曝光能量不足带来的曝光视场边缘图形形变，成品率降低的问题。低的问题。低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光罩的制作方法及所制得光罩的应用


[0001]本专利技术涉及半导体光刻
，具体涉及一种光罩的制作方法及所制得光罩的应用。

技术介绍

[0002]图形化衬底技术是通过在衬底表面进行图案化处理，减少外延材料(如GaN)与衬底材料的晶格失配，提升外延材料结晶质量，从而提升芯片的品质。同时，衬底表面图案化处理，还有增强光反射效率的作用，提升芯片发光效率。
[0003]常用的衬底表面图案化处理的过程如下：首先，在衬底表面涂光刻胶；其次，采用光刻工艺在衬底上制作出周期性图案；最后，采用干法刻蚀工艺，对衬底进行腐蚀，制作出图形化衬底结构。
[0004]在光刻工艺中，使用步进光刻机，其光罩(具体为工业化量产的光罩，光罩上的各图案均为等大的图案)上的图案通过光源照射、镜头缩放投影到衬底表面上(如图1所示)；在衬底上需要分多个曝光区域进行曝光，每个曝光区域都是要通过边界拼接形成完整图形，保证整个衬底上曝光图形的一致性与重复性(如图2所示)。但是，随着图案占空比(图案与图案间间距的比值叫占空比)越做越大，在曝光区域与曝光区域之间，因为边缘曝光能量较中心区域曝光能量小，容易出现镜头畸变导致拼接处图形形变问题(如图3所示)，使得产品图形一致性下降，成品率降低。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种光罩的制作方法及所制得光罩的应用，具体技术方案如下：
[0006]在第一方面，本专利技术提供了一种光罩的制作方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1、将所述光罩划分为透光区域和不透光区域，二者间通过设置在所述光罩上的框架分隔开；所述透光区域设置在所述框架内，而所述不透光区域设置在所述框架外；
[0008]步骤S2、在所述透光区域内设置不透光的第一图形和第二图形；所述第一图形的数量为多个，且间隔布设在所述透光区域内的中部；所述第二图形的数量为多个，且环向间隔设置在所有第一图形的外部；所述第二图形的宽度尺寸小于所述第一图形的宽度尺寸。
[0009]可选的，在步骤S2中，令所述第一图形的宽度尺寸为D1，所述第二图形的宽度尺寸为D2，所述D1与D2满足关系式D2＝Y
·
D1，其中，Y表示系数，其取值小于1；采用黄光工艺调控系数Y的取值范围为0.92
‑
0.97。
[0010]可选的，所述黄光工艺调控过程如下：
[0011]步骤S2.1、确认黄光制程工艺窗口，采用曝光工艺参数曝光第一图形，获得第一图形的宽度尺寸为D1微米；所述曝光工艺参数包括曝光时间为175
‑
190ms，曝光焦距为
‑
0.2
‑
0.2微米；
[0012]步骤S2.2、更新曝光时间，对第二图形进行单shot曝光，获得第二图形的宽度尺寸
为D2微米；显影后采用扫描电镜测量D2，并用显微镜观察单shot曝光的颜色变化；
[0013]步骤S2.3、若颜色变化存在色差，则再次更新曝光时间重复步骤S2.2，直至颜色变化无色差为止；此时，计算D2与D1的比值，即获得系数Y的取值范围为0.92
‑
0.97。
[0014]可选的，所述曝光时间的更新范围是185
‑
190ms。
[0015]可选的，所述透光区域为矩形区域。
[0016]可选的，所述第一图形的形状和第二图形的形状均包括圆形、三角形和多边形中的至少一种。
[0017]可选的，所述第一图形的形状和所述第二图形的形状均为圆形，且相邻圆形间的圆心距相同。
[0018]可选的，所述圆形的宽度尺寸与所述圆心距间的比值为K，所述K的取值范围为2:1
‑
3:1。
[0019]在第二方面，本专利技术提供了一种采用所述光罩的制作方法所制得的光罩在生产图形化衬底方面的应用。
[0020]可选的，所述图形化衬底上的单元图案的几何中心间距为W，与所述光罩适配的光刻机的投影倍率为X，定义所述透光区域内相邻圆形间的圆心距为D3，所述D3＝W
·
X；
[0021]所述D1＝(K/(K+1))
·
W
·
X。
[0022]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术中所述光罩的制作方法，通过组合使用步骤S1
‑
S2，在所述透光区域内设置不透光的第一图形和第二图形，所述第二图形环向间隔设置在所有第一图形的外部，使得第二图形位于曝光区域的边缘；所述第二图形的宽度尺寸小于所述第一图形的宽度尺寸，使得所述第二图形所需的曝光能量可以小于所述第一图形所需的曝光能量，进而解决使用步进光刻机因曝光区域拼接处曝光能量不足带来的曝光视场边缘图形形变，成品率降低的问题。
[0024](2)本专利技术中所述光罩的制作方法所制得的光罩在生产图形化衬底方面的应用，通过严格控制相关工艺参数(如D1、D2、D3和K等)，能够解决在生产图形化衬底时使用步进光刻机因曝光区域拼接处曝光能量不足带来的曝光视场边缘图形形变，成品率降低的问题。
[0025]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0026]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1是步进光刻机光罩上的图案投影到衬底表面上的投影示意图；
[0028]图2是在衬底上的多个曝光区域曝光后的图形拼接示意图；
[0029]图3是使用工业化量产的光罩制作的成品的表面图形的100倍放大(即X100)示意图和1000倍放大(即X1000)示意图；
[0030]图4是本专利技术实施例1中的一种光罩的制作方法所制作的光罩的结构示意图；
[0031]图5是图4中所述光罩内透光区域的结构示意图；
[0032]图6是使用图4中所述光罩制作的成品的表面图形的100倍放大(即X100)示意图和1000倍放大(即X1000)示意图；
[0033]其中，1、光罩，2、透光区域，2.1、第一图形，2.2、第二图形，3、不透光区域。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1：
[0036]参见图4
‑
6，一种光罩1的制作方法，包括以下步骤：
[0037]步骤S1、将所述光罩1划分为透光区域2和不透光区域3，二者间通过设置在所述光罩1上的框架分隔开；所述透光区域2设置在所述框架内，而所述不透光区域3设置在所述框架外；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光罩的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、将所述光罩划分为透光区域和不透光区域，二者间通过设置在所述光罩上的框架分隔开；所述透光区域设置在所述框架内，而所述不透光区域设置在所述框架外；步骤S2、在所述透光区域内设置不透光的第一图形和第二图形；所述第一图形的数量为多个，且间隔布设在所述透光区域内的中部；所述第二图形的数量为多个，且环向间隔设置在所有第一图形的外部；所述第二图形的宽度尺寸小于所述第一图形的宽度尺寸。2.根据权利要求1所述的光罩的制作方法，其特征在于，在步骤S2中，令所述第一图形的宽度尺寸为D1，所述第二图形的宽度尺寸为D2，所述D1与D2满足关系式D2＝Y
·
D1，其中，Y表示系数，其取值小于1；采用黄光工艺调控系数Y的取值范围为0.92
‑
0.97。3.根据权利要求2所述的光罩的制作方法，其特征在于，所述黄光工艺调控过程如下：步骤S2.1、确认黄光制程工艺窗口，采用曝光工艺参数曝光第一图形，获得第一图形的宽度尺寸为D1微米；所述曝光工艺参数包括曝光时间为175
‑
190ms，曝光焦距为
‑
0.2
‑
0.2微米；步骤S2.2、更新曝光时间，对第二图形进行单shot曝光，获得第二图形的宽度尺寸为D2微米；显影后采用扫描电镜测量D2，并用显微镜观察单shot曝光的颜色变化；步骤S2.3、若...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯磊，黄胜蓝，季辉，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：